宣道 勘测新与设建计 沪昆【摘客专湖沿特大桥水平转体施工技术 李文秋 （铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司武汉４３００６３） 要】桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一 种施工方法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。阐述了新建沪昆客运专线江西段 湖沿特大桥桥梁水平转体法的转体施工原理及牵引体系、转体技术参数的计算，对水平转体具体实施过程 及转体成功后约束固定进行了详细的介绍。 【关键词】水平转体施工施工原理牵引体系 技术参数 ２．１转体的牵引动力系统 １工程概况 湖沿特大桥位于新建沪昆客专江西省上饶市 转体的牵引动力系统由两套四台ＺＬＤ１００型 连续牵引千斤顶，两台ＺＬＤＢ液压泵站及一台主控 台（ＱＫ～８）通过高压和电缆连接组成。每台 玉山县六都乡境内，桥梁起止里程为ＤＫ３０５＋ ４６２．５６０￣ＤＫ３０６＋８４８．９３０，全长１３８６．３７０ｍ，中心 ＺＬＤ１００型连续牵引千斤顶公称牵引力１０００ＫＮ， 由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端佩有 夹持装置。助推千斤顶采用ＹＣＷ１５０Ａ型穿心式 千斤项６台（配备ＺＢ４—５００电动油泵６台）。将调 试好的动力系统设备运到工地进行对位安装后，往 ＤＫ３０６＋ｌ５５．７４５。本桥于ＤＫ３０６＋３３９．２８０处与既 有沪昆铁路交叉，斜交角度为１２２度，既有沪昆铁 路路基面宽为２０．３２ｍ，轨面标高９８．３２０。本桥以 ２－６４ｍ转体梁跨越该铁路，桥下立交净高需７．９６ｍ。 转体主墩为２７号墩，转体的基本原理是箱梁通过 泵站油箱内注满专用液压油，正确连接油路和电路， 重新进行系统调试，使动力系统运行的同步性和连 续性达到最佳状态。 Ｉ６号墩柱传递于上球铰，上球铰通过球绞间的四氟 乙烯传递至下球铰和承台。待箱梁主体施工完毕 后，脱空砂箱将梁体的全部重量转移于球铰，然后 进行称重和配重，利用埋设在上转盘的牵引索、转 体连续作用千斤顶，克服上下球铰之间及撑脚与下 滑道之间的动摩擦力矩，使桥体转动到２６、２８号墩 位匕。 ＺＬＤ１００自动连续转体系统由千斤顶、泵站和 主控台３部分组成。其主要特点是能够实现多台 千斤顶同步不间断匀速顶进牵引结构旋转到位，以 主控台保证同步加压。本系统兼具自动和手动控 制功能，手动控制主要用于各千斤顶位置调试和距 离运动，自动控制作为主要功能用于正常工作过程。 ２．２牵引索 ２转体牵引体系 本桥的转体牵引力体系由牵引力系统、牵引 索、反力架、锚固构件组成。转体施工设备采用全 似压、日驯、ｌ 转盘设置有２处每束由６根强度为１８６０ＭＰａ 的钢绞线组成。预埋的牵引索经清洁各根钢绞线 表面的锈斑、油污后，逐根顺次沿着既定轨道排列 缠绕后，穿过ＺＬＤ１００型千斤顶。先逐根对钢绞线 预紧，再用牵引千斤顶整体顶紧，使同一束牵引索 各钢绞线持力基本一致。 牵引索的另一端设锚，已先期在上转盘灌注时 平衡 该设 等特点，能使 备是一种较： ＿囡铁借勤 新建沪昆客专湖沿特大桥水平转体施工技术 李文秋 预埋入上转盘砼体内，出入处不能死弯；预留的长 度要足够并考虑４ｍ的工作长度。牵引索安装完到 使用期间应注意保护，特别注意防止电焊打伤或电 流通过，要注意防潮、防淋，避免锈蚀。 土同时浇注，牵引反力座槽口位置及高度准确定位， 与牵引索方向相一致。转体的左右幅分别单独成 为一套牵引体系。 为保证转体梁精确就位在设置反力架的同时 预埋限位架（图１）。 牵引反力座采用钢筋混凝土结构，反力架预埋 钢筋深入下部承台内，反力架混凝土与下转盘混凝 图１转体梁转体平面布置图 ２．３牵引反力座 ⑤各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上，其 误差牛０．６ｍｍ； 牵引反力座采用钢筋混凝土结构，反力架预埋 钢筋深入下部承台内，反力架混凝土与下转盘混凝 ⑥球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心务必位 于设计位置，其误差：顺桥向±ｌｍｍ，横桥向± １．５ｍｍ。 土同时浇注，牵引反力座槽口位置及高度准确定位， 与牵引索方向相一致。转体的左右幅分别单独成 为一套牵引体系。为保证转体梁精确就位在设置 反力架的同时预埋限位架。 钢球铰在工厂加工制造，在下球铰面上按设计 位置铣钻四氟板镶嵌孔，同时在下球铰面上设置适 量的混凝土振捣孔，以方便球铰面下混凝土的施工。 ２．４．２球铰安装 ①安装下球铰 下球铰骨架固定牢固后，吊装下球铰使其放在 骨架上，对其进行对中和调平，对中要求下球铰中 心纵横向误差不大于２ｍｍ，施工采用十字线对中 法，水平调整先使用普通水平仪调平，然后使用精 ２．４钢球铰制作与安装 下球铰直径￣３００ｃｍ，上球铰直径￣３００ｃｍ。球 铰在转体过程中支撑转体重量，是平衡转动体系的 支撑中心和转动中心，其加工及安装精度直接影响 转体效果。 ２．４．１制造精度控制如下 ①球面光洁度小于Ａ３，即表面粗糙度不大于 Ｒａ２５ｐｍ； 密水准仪调平，使其球铰周围顶面处各点相对误差 不大于ｌｍｍ，固定死调整螺栓。 田 ②球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差± ０．９ｍｍ； ③边缘各点的高程差牛ｌｍｍ； ④椭圆度牛１．５ｍｍ； 动片 铁道勘测与设计 四氟乙烯滑 前，先将下球 １０１２（５）囡 嬗勘测与设计 ｌ犀 铰顶面清理干净，球铰表面及安装滑动片的孔内不 ⑧安装上球铰之前，应注意保护好上球铰。可 得有任何杂物，并将球面吹干。根据聚四氟乙烯滑 动片的编号将滑动片安放在相应的镶嵌孔内。 滑动片安装完成后，各滑动片顶面应位于同一 将上球铰凸球面涂抹黄油后，用防水塑料布将整个 上球铰严密包起来，放置于在厚木块上。使用时， 将上球铰吊起，去除防水塑料布，用纱布将凸球面 擦拭干净，检查凸球面上有无生锈，如有，可用布轮 抛光方法清除。 平面上，其误差丰０．６ｍｍ。检查合格后，在球面上滑 动片问涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯 粉均匀充满滑动片之问的空间，并略高于滑动片顶 面，保证滑动片顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。涂 ④上球铰安装完毕后，用宽胶带纸将上下球铰 边缘的缝隙密封，待上盘混凝土浇筑完毕，球铰转 体之前，用刀片将宽胶带纸划开。 ２．５转体上转盘撑脚与滑道 抹完黄油聚四氟乙烯粉后，严禁杂物掉入球铰内， 并尽快安装上球铰。 球铰安装要点：保持球铰面不变形，保证球铰 面光洁度。球铰范围内混凝土振捣务必密实。防 止混凝土浆或其它杂物进入球铰摩擦面。 ２．４＿３转动中心轴的安装 施工中要精确安装下球铰精密对位后进行锁 定。在混凝土灌注前将球铰中 ｆｌ，轴的预埋套筒精 确定位并固定，以便中心轴的转动。下球铰混凝土 灌注完成后，将转动中 ｆｌ，轴￣２７０ｍｍ￣￣］棒放入下转 盘预埋套筒中。 上盘撑脚即为转体时支撑结构转体平稳的保 险腿，从转体时撑脚受力情况考虑，转台对你的两 个撑脚之间的中心线重合，使８个撑脚对称分布于 纵轴线的两侧，在撑脚的下方（即下盘顶面）设有 ０．８ｍ宽的滑道，滑道半径３．９ｍ（Ｐｂ径），转体时撑脚 可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳。要求整个 滑道面在一个水平面上，滑道骨架顶面角钢相对标 高高差牛５ｍｍ；滑道顶面局部平整度牛０．５ｍｍ；其 相对高差不大于２ｍｍ。 ２．４．４上球铰的吊装 转动中心轴定位后，吊装上球铰前，将锅形上 球铰底面抹面用布擦洗干净，均匀涂抹少量黄油， 上转盘下设有８个撑脚，每个撑脚为双圆柱形， 下设３０ｍｍ厚钢板。双圆柱为两个￣６３０ｍｍ×８ｍｍ ×１２８０ｍｍ的钢管，撑脚钢管内灌注Ｃ５０微膨胀混 凝土。撑脚在工厂制造后运进工地，在下转盘混凝 土灌注完成上球铰安装就位时即安装撑脚，并在撑 脚走板下支垫１０ｍｍ砂箱支撑底面与不锈钢板间 然后进行吊装。上球铰精确就位并临时锁定限位， 上下球铰吻合面四周用胶带缠绕密封，严禁泥砂或 杂物进入球铰摩擦部。 ２．４．５安装注意事项 球铰安装期间，受外界环境影响的，会附着水 汽、杂物，以致表面产生锈蚀。此外安装时的吊装 过程也容易产生碰撞，致使球铰产生轻微变形、损 伤。因此在整个安装过程中，应注意以下事项： ①转体球铰运抵现场后，在安装前的放置期间 应使用防水塑料布将球铰整体严密包好，并将上下 球铰边缘的缝隙、中心销轴套管口也用防水塑料布 密封，以防止雨水、沙尘、杂物等进入球铰工作面。 ②在整个安装吊装过程中，应注意平稳起吊， 珂 亘厄 预留１０ｍｍ间隙，施工时，在撑脚底和不锈钢板间 放置由木条做成的一个方框，方框厚度为１０ｍｍ，内 填平石英砂，把撑脚水平地布置在石英砂上。滑道 上布置１６个砂箱，砂箱尺寸为５００×５００ｍｍ，每个 理论承重３００ｔ，用来支承上转盘和上部结构的重量， 同时起到稳定上转盘作用，转体前抽调砂箱并在滑 道面内铺装３ｍｍ聚四氟乙烯片。 ２．６混凝土上转盘施工 （１）上转盘的受力情况 上盘是转体的重要结构，在整个转体过程中形 成一个多向、立体的受力状态。转台直径 ８．０ｍ，高 １．７ｍ，转台是球铰、撑脚与上盘连接的部分，又是转 体牵引力直接作用的部位。 要轻慢。吊装过程应避 免球铰与其ｆ 凸球面，不得 特别要注意保护上球铰 圈铁道勘 ＷＡＹ ＳＵＲＶＥＹ ＡＮＤ ＤＥＳＩＧＮ ２０１２（５） 新建沪昆客专湖沿特大桥水平转体施工技术 李文秋 上盘撑脚安装好后，立模，绑扎钢筋，安装预应 故本桥转体选用两套四台ＺＬＤ１００型液压，同 步、自动连续牵引系统（牵引系统由连续千斤顶、液 压泵站及主控台组成），形成水平旋转力偶，通过拽 力筋及管道，预埋转体牵引索及反力架，浇筑混凝土。 （２）上转盘施工步骤 上转盘为圆柱形，施工中转台内预埋转体牵引 索，牵引索预埋２束，每束由９根强度为１８６０ＭＰａ 钢绞线组成。预埋端采用ＢＭＩ５—４Ｐ型锚具，牵引 索锚固端应埋入转盘３ｍ以上，并圆顺地同一对索 的锚固端对称于圆心，每根索的预埋高度和牵引方 拉锚固且缠绕于直径８．０ｍ的转台周围上的９Ｑｌ５．２４ 钢绞线，使得转动体系转动。 ４转体前的准备工作 沿梁轴线的竖平面内，由于球铰体系的制作安 装误差和梁体质量分布差异以及预应力张拉的程 度差异，可能导致桥墩两侧悬臂梁端刚度不同，质 量分布不同，产生不平衡力矩。 向一致，每对索的出口点对称于转盘中心。 （３）注意事项 根据设计要求钢套管（球铰定位销轴）项预留 压浆孔和一排气孔，以备转体完成后往套管中压入 微膨胀混凝土，在上转盘中预留压浆管道。上转盘 球铰钢箱内灌入Ｃ５０微膨胀混凝土。 ４．１梁体的脱架方式应由悬臂两端同步往根部 方向对称逐步进行支架拆除，确保梁体在悬臂状态 下均匀缓慢下挠，确保施工安全。 ４．２拆除所有支架后对转体结构的观察、监测 时间要求达到２４小时以上，全面检查转体结构各 关键受力部位是否有裂纹及异常情况。并要准确 ３转体技术参数计算 转体总重量ｗ为６８７２０ＫＮ，其摩擦力计算公 式为Ｆ＝Ｗ・ ； 的计算出悬臂端下挠度，以提前推算转体就位标高 和控制好边墩的支承垫石标高。 ４＿３拆除上、下转盘问的固定装置及支垫，清理滑 道，检查滑道与撑脚间间隙，涂抹撑脚走道板前端黄 油四氟粉以减小摩阻力，在撑脚下布置四氟乙烯板。 ４．４Ｔ构转提前要根据预埋应变片反应的数据，并 启动过程中的静摩擦系数按ｌｕ＝０．１，静摩擦力 Ｆ＝Ｗ・ ＝６８７２．０ＫＮ； 转体过程中的动摩擦系数按ｌａ＝０．０６，动摩擦力 Ｆ＝Ｗ・￣＝４１２３．２ＫＮ。 转体拽拉力计算：Ｔ＝２／３×（Ｒ・Ｗ・ｌａ）／Ｄ 其中：Ｒ一球铰平面半径，Ｒ＝Ｉ．５ｍ； ｗ＿转体总重量，Ｗ＝６８７２０ＫＮ： Ｄ一转台直径，Ｄ＝８．０ｍ； 一根据实际情况进行配重，保证转体过程中保持平衡。 ４．５平转千斤顶、辅助千斤顶、微调千斤顶标定。 ４．６将设备安装就位，连接好主控台、泵站、千 斤顶间的信号线，接好泵站与千斤顶间的油路，连 接主控台、泵站电源；平转千斤顶、牵引索、锚具、泵 球铰摩擦系数，ｌａ￣＝０．１， 动＝０．０６； 计算结果： 启动时所需最大牵引力 Ｔ＝２／３×（Ｒ・Ｗ・ｕ静）／Ｄ＝８５９ＫＮ＜１０００ＫＮ 转动过程中所需牵引力 Ｔ＝２／３×（Ｒ・Ｗ・ 动）／Ｄ＝５１５．４ＫＮ＜１Ｏ００ＫＮ 站配套安装、调试。要求各束钢绞线平直、不打绞、 纽结。然后设备空载试运行。根据千斤顶施力值 （启动牵引力按静磨擦系数ｌａ＝０．１，转动牵引力，按动 磨擦系数ｌａ＝０．０６考虑）反算出各泵站油压值，按此 油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行， 动力储备系数：１０００ＫＮ／８５９ＫＮ＝Ｉ．１６４ 钢绞线的安全系数：６（根／台）×２６（ｔ／根）／８５．９ （ｔ）＝１．８２ 并检查设备运行是否正常；空载运行正常后再进行 下一步工作。 ４．７助推千斤顶安装。根据需 ，从此计算结果可以看出千斤顶动力储备和钢 绞线的安全已达到工程的设计要求。 将２台Ｙ ＣＷ２５０Ｂ辅助转体千斤顶对称、水平 交放到合适的 铁道勘测与设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＵＲＶＥＹ ＡＮＤ ＤＥＳＩＧ １０１２（５）＿ 宣道勘 启动、止动、姿态微调时使用。 后继续往前走。按逆时针旋转在两个边墩各设一 个限位架，采用Ｉ ４０ｂ工字钢，预埋深度５０ｃｍ，外露 ４０ｃｍ。预埋时要精准计算位置，并固定牢固。 ４．１４搜集天气预报资料。作业天气要求４８小 时内，风力小于５级，无雨。 ５正式转体 ５．１试转结束，分析采集的各项数据，编制详细 的转体方案，即可进行正式转体。转体施工工艺流 程见图２。 ５．２转体结构旋转前要做好人员分工，根据各 拆除支槊，静簧２４小时 转体工作准备 设备安装、调试 防倾 监 控 保险 牵引索、千斤顶连接 体系 准备 体 系 准 牵引索预紧 备 试转 ｌ气象信息 纠偏排除隐患 ＋Ｉ“自动”状态下启动转体 转体过程质世控制 曩｛ｉ薰ｌ ｌ喜ｌ ｌ荔ｌ ｌ ｌ ｌ蒌ｌ ｆ 转体倾斜暂停 发现异常 “手动”状态Ｆ点动操 测避监控ｒ－．］ 就位广１辅助千斤顶微调 抄垫固定 转体结束 图２转体施工工艺流程图 ＿囡铁道勘ｊ 与设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＵＲＶＥＹ ＡＮＤ ＤＥＳｌＧＮ ２０１２（５） 新建沪昆客专湖沿特大桥水平转体施工技术李文秋 个关键部位、施工环节，对现场人员做好周密部署， 各司其职，分工协作，由现场总指挥统一安排。 ５＿３先让辅助千斤顶达到预定吨位，启动动力 系统设备，并使其在“自动”状态下运行。 序号 １ ２ 表１ 支座选用的型号以及数量表 支座型号 ＧＴＱＺ（ＨＧ）８０００ＤＸ—ｅ ｌ ５０ ＧＴＱＺ（ＨＧ）８０００ＺＸ—ｅｌ５０ 数量（个） ２ ２ 备注 多向 纵向 ５．４转体使用的对称千斤顶的作用力始终保持 大小相等、方向相反，以保证上转盘仅承受与摩擦 力矩相平衡的动力偶，无倾覆力矩产生。 ５．５设备运行过程中，各岗位人员的注意力必 ６转体到位后约束固定 利用墩顶上设置的千斤顶，精确地调整梁体端 部标高，并采取措施抄垫。转体结构精确就位后， 即对结构进行约束固定： ６．１转体在上、下盘的环道之间均设置有保险 撑脚和临时支撑，支撑腿底走板距离环道钢板顶面 有１０ｒａｍ的缝隙。转体结构精确就位后，采用钢砂 进行砂垫固定，并用电焊将钢砂同支撑腿底面钢板、 连同环道预埋钢板立即进行全面焊接连接。 须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备和 转体各部位的运行情况。如果出现异常情况，必须 立即停机处理，待彻底排除隐患后，方可重新启动 设备继续运行。 ５．６一次旋转５８。至边墩，根据转体后梁部的 下挠度判定是否进行边墩的支承垫石施工，安装好 千斤顶，做好支座安装的准备 工作。再浇筑梁部混 凝土时先计算出千斤顶顶起的位置，顶起时先在千 斤顶的底部及顶部各垫一块４０×４０×２ｃｍ的钢 板，以便顶梁时使用。这样可有效的防治在顶起过 程中压碎梁底混凝土。 ６．２清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇 注封固混凝土，使上转盘与下转盘连成一体。混 凝土拌制时掺入微量膨胀剂，以方便振捣和增强 封固效果。 ５．７设备运行过程中，各岗位人员的注意力必 须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的 运行情况及桥面转体情况，左右幅梁端每转过５ｍ， 向指挥长汇报一次，在距终点５ｍ以内，每转过ｌｍ 向指挥长汇报一次，在距终点４０ｃｍ以内，每转过 ２ｃｍ向指挥长汇报一次。 ５．８安装支座 ７水平转体控制关键 转体施工法的关键技术问题是转动设备与转 动能力，施工过程中的结构稳定和强度保证，结构 的合拢与体系的转换。水平转体法的转动体系主 要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。 ７．１转动支承系统是平转法施工的关键设备 由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结 构，下转盘与基础相联。通过上转盘相对于下转盘 梁底预埋钢板按中心处外露ｌ ５ｍｍ及设计坡 度预留，并提前安装连接螺栓。 卸落支架２４小时后，准确测量悬臂端下挠度， 提前推算转体就位标高，以提前处理支承垫石或各 好调高钢板。 转体就位后，在盖梁上设置千斤顶，按支座中 转动，达到转体目的。转动支承系统必须兼顾转体、 承重及平衡等多种功能。撑脚支撑形式下转盘为 一环道，上转盘的撑脚有４个或４个以上，以保持 心处起项３ｃｍ控制起顶高度，以达到支座安放密 贴，在受力状态下工作。 平转时的稳定。转动过程支撑范围大，抗倾稳定性 能好，但阻力力矩也随之增大，而且环道与撑脚的 支座安装后，要求对每个支座有无脱空或局部 脱空现象等进行仔细检查，确保支座安装密贴。每 块支座要得到监理工程师检查确认。支座选用的 型号以及数量见表１。 施工精度要求较高，撑脚形式有采用滚轮，也有采 用柱脚的。滚轮平转时为滚动摩擦， ！ 阻 Ｊ，Ｊ、，１旦 加工困难，而且常因加工精度不够或 形使滚轮不 滚。采用柱脚平转时为滑动摩擦，通 用不锈钢板 铁道勘测与设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＵＲＶＥＹ ＡＮＤ ＤＥＳＩＧＮ １０１２（５）囡 ８结论 桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺，桥梁 转体施工具有施工时间短，节省吊装费用，安全、可 靠、整体性好等特点。最适宜在跨越深谷、急流及 铁路立交情况下采用，桥梁转体施工工艺，无论从 技术上和经济上都是可行的和经济的，特殊桥位处 采用此工艺最好。 参考文献 ［１】陈宝春，孙潮，陈友杰．桥梁转体施工方法在我国的应 用与发展［Ｊ］．公路交通科技．２００１年０２期 ［２］王继红．弯斜Ｔ构桥梁双幅同步水平转体施工技术 ［Ｊ］周防交通工程与技术．２００５年０２期 ［３】陈海学．铁路大跨度拱桥劲性钢骨架转体施工及控制 ［Ｊ】．石家庄铁道学院学报．２００４年ｓ１期 ［４】郭丈复，赵立成．连续梁转体施工法【Ａ］．’９５预应力混 凝土连续梁和刚构桥学术会议论文集［ｃ】．１９９５年 【５】范应心，梁来．都拉营大桥Ｔ构转体施工【Ａ】．中国土 木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集（下 册）［Ｃ］．１９９８年 【６］＿Ｌ武勤．－斜拉桥的平面转体施工［Ａ】冲国土木工程学 会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集（下册）［ｃ】．１９９８ 生 ［７】程懋方．采用转体方法架设城市跨线立交桥［Ａ】冲国 土木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会 议论文集［ｃ】 １９８７年 【８】张联燕．拱桥无平衡重转体施工试验研究【Ａ］冲国土 木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会议 论文集［Ｃ】．１９８７年 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